51单片机仿真单只共阳级数码管循环显示0-9

单片机AT89C51控制7段共阳数码管的实验报告

一、实验目的

本实验旨在通过使用AT89C51单片机和7段共阳数码管，学习如何编写控制程序以及实现数码管的动态显示。通过此实验，加深对单片机基本原理和实际应用的理解。

二、实验硬件

• 单片机：AT89C51
• 晶振：12MHz
• 电容：22pF（两个）
• 复位电路：10KΩ电阻与10μF电容实现自动复位
• 显示器：7段共阳级数码管

1. 晶振电路原理

晶振电路用于提供单片机所需的时钟信号，确保AT89C51能够稳定工作。在此设计中，采用了12MHz的晶振和两个22pF的负载电容。

• 工作原理：

  • 晶振产生的高频时钟信号供给单片机，作为其主时钟源。
  • 两个22pF的电容并联于晶振两端，形成负载电路，以保证晶振在其额定频率下正常工作。这些电容的存在帮助维持晶振输出的稳定性，减少信号噪声。

• 电路组成：

  • 晶振（12MHz）：提供时钟脉冲信号。
  • 负载电容（22pF）：稳定晶振的输出，确保时钟信号的质量。

2. 复位电路原理

复位电路用于确保在系统上电或异常情况发生时，AT89C51能回到已知的初始状态。本设计采用10KΩ的电阻和10μF的电容构成复位电路。

• 工作原理：

  • 在电源开启的瞬间，10μF的电容会迅速充电，通过10KΩ的电阻连接到复位引脚。电容使复位引脚保持低电平，从而触发复位操作。
  • 随着电源电压的稳定，电容逐渐放电，复位引脚被解除，允许单片机正常开始执行程序。

• 电路组成：

  • 电阻（10KΩ）：限制电流，控制电容的充电速度。
  • 电容（10μF）：增加复位时间，使系统在上电时有足够的时间完成初始化。

3. 7段共阳级数码管原理

7段共阳级数码管用于显示数字信息，它由七个LED段组成，通常用于显示0-9的数字，以及一些字母或符号。

• 工作原理：

  • 在此电路中，AT89C51的P0口直接驱动7段共阳级数码管。当需要显示的数字对应的段引脚为低电平时，LED被点亮。由于是共阳级结构，所有的阳极都连接到电源的正极，阴极则通过控制线接入到微控制器的引脚。
  • 每个数字的显示模式是预定义的，通过设置P0口的输出值，控制相应的段点亮。

• 电路组成：

  • 数码管：7个段（a, b, c, d, e, f, g）和一个小数点DP。
  • 连接方式：P0口的各个引脚分别连接到数码管的各个LED段，确保通过软件可以控制其开关状态。

总结

通过以上晶振电路、复位电路以及7段共阳级数码管的设计与原理介绍，可以看出这些电路在AT89C51单片机应用中的重要性。晶振电路为系统提供稳定的时钟信号，复位电路确保系统的可靠启动，而7段共阳级数码管则为用户提供了直观的数据显示方式。这些电路的合理设计与配置，对实现高效、稳定的微控制器系统至关重要。

三、实验环境

• 仿真软件：PROTEUS 7.8
  编程软件：keil 4.22

四、硬件连接

1. AT89C51单片机的P0口连接到7段共阳级数码管的各个段。
2. 晶振通过两个22pF电容连接到单片机的XTAL1和XTAL2引脚。
3. 复位电路的10KΩ电阻连接于Vcc和复位引脚，10μF电容的一端连接复位引脚，另一端接地。

五、程序设计

以下是控制7段共阳数码管显示0-9的主程序代码：

#include <reg52.h>
#include <intrins.h>

#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int

void main()
{
    uchar i = 0;
    P0 = 0x00;
    while(1)
    {
        SEG_K_1_display(i);
        i = (i + 1) % 10; /* 显示0-9 */
        DelayMS(200);
    }
}

六、程序解析

1. 定义与初始化：

   • 使用#define定义数据类型uchar和uint以方便后续编程。
   • DSY_CODE[]数组存储了0-9各个数字对应的7段显示编码。

2. 延时函数：

   • DelayMS函数用来实现毫秒级的延时，通过一个循环实现。

3. 数码管显示：

   • SEG_K_1_display函数将输入的数字转换为对应的段码，并送往P0口进行显示。

4. 主函数：

   • 在main函数中，使用无限循环，不断调用显示函数，每200毫秒更新一次数码管显示的数字，形成动态效果。

七、实验总结

通过此次实验，我掌握了如何利用AT89C51单片机控制7段共阳数码管，并学会了使用PROTEUS进行仿真。该实验不仅提高了我的编程能力，也增强了我对单片机硬件连接和电气特性的理解。在实际应用中，可以根据需要调整延时时间和显示内容，为更复杂的数码管应用打下基础。

八、后续拓展

后续可以尝试新增功能，例如：

• 实现不同的数字显示模式（如倒计时等）。
• 使用外部按键控制显示内容。
• 将多个数码管连接，实现更复杂的信息显示。
  **- ### 八、资料下载链接：
  链接: https://pan.baidu.com/s/1qG01SFBGc4MfLQdXr0CH1w 提取码: jyn4
  资料内容：1.仿真源文件2.源代码3.操作视频